JP2002066518A - 生ごみバイオガス化装置 - Google Patents

生ごみバイオガス化装置

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野 誠一郎 佐
Nobuyuki Ashikaga
利 伸 行 足
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発酵槽内の固形分濃度や有機物濃度の変動を
抑制して、安定した運転を確保する。 【解決手段】 生ごみバイオガス化装置は、加水分解槽
１と、この加水分解槽１の後段に接続されたメタン化槽
２とを備えている。メタン化槽２の後段には、メタン化
槽２からの排出液を濃縮相Ａと上澄み相Ｂとに沈降分離
するための沈降槽３が設けられている。この沈降槽３内
の濃縮相Ａを、加水分解槽１とメタン化槽２にそれぞれ
返送するための返送経路４が備えられている。この返送
経路４は、調節弁６ａ，６ｂによって、加水分解槽１と
メタン化槽２に対する濃縮相Ａの返送量を、それぞれ独
立して調節可能に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生ごみ中の有機物
を細菌等の微生物によって分解・ガス化してメタンガス
を得るための生ごみバイオガス化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、生ごみ中の有機物を細菌等の微生
物によって分解・ガス化してメタンガスを得るための生
ごみバイオガス化装置の開発が進められている。そのよ
うな生ごみバイオガス化装置の従来例が、図２及び図３
に示されている。
【０００３】まず、図２に示す生ごみバイオガス化装置
は、生ごみ中の有機物の加水分解菌による加水分解から
メタン菌（メタン生成菌）によるメタン化までを、１つ
の発酵槽１０内で行うように構成された単層式のもので
ある。また、図３に示す生ごみバイオガス化装置は、生
ごみ中の有機物の加水分解菌による加水分解を行うため
の加水分解槽１と、加水分解槽１で分解された有機物の
メタン菌によるメタン化を行うためのメタン化槽２とを
備えた２段式のものである。
【０００４】これらの生ごみバイオガス化装置は、いず
れも、投入された生ごみを槽内に一時貯留して一定期
間、微生物と反応させた後、廃液をそのまま外部に排出
するような、単一流れの系統を構成している。なお、本
明細書においては、上記の発酵槽１０の他、加水分解槽
１およびメタン化槽２も含めて、一括して「発酵槽」と
称する場合もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の生ごみバイオガス化装置では、投入される
生ごみの性状によって、発酵槽１０，１，２内の固形分
濃度や有機物濃度が変動してしまう。このため、固形分
負荷や有機物負荷の変動で、装置の安定した運転が困難
になるという問題点がある。
【０００６】本発明は、このような点を考慮してなされ
たものであり、発酵槽内の固形分濃度や有機物濃度の変
動を抑制して、安定した運転を確保することのできる生
ごみバイオガス化装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、生ごみ中
の有機物を微生物によって加水分解しメタン化するため
の発酵槽と、この発酵槽の後段に接続され、当該発酵槽
からの排出液を濃縮相と上澄み相とに沈降分離するため
の沈降槽と、この沈降槽内の濃縮相を、前記発酵槽に返
送するための返送経路とを備えたことを特徴とする生ご
みバイオガス化装置である。
【０００８】この第１の発明によれば、沈降槽内の濃縮
相には、発酵槽から流出した固形分や有機物が高濃度で
含まれることになる。従って、沈降槽内の濃縮相を返送
経路を通じて発酵槽に返送することで、当該発酵槽内の
固形分濃度や有機物濃度の低下を補うことができる。
【０００９】第２の発明は、生ごみ中の有機物を微生物
によって加水分解するための加水分解槽と、この加水分
解槽の後段に接続され、前記加水分解槽で加水分解され
た有機物を微生物によってメタン化するためのメタン化
槽と、このメタン化槽の後段に接続され、当該メタン化
槽からの排出液を濃縮相と上澄み相とに沈降分離するた
めの沈降槽と、この沈降槽内の濃縮相を、前記加水分解
槽と前記メタン化槽の少なくとも一方に返送するための
返送経路とを備えたことを特徴とする生ごみバイオガス
化装置である。
【００１０】この第２の発明によれば、沈降槽内の濃縮
相には、加水分解槽やメタン化槽から流出した固形分や
有機物が高濃度で含まれることになる。従って、沈降槽
内の濃縮相を返送経路を通じて加水分解槽やメタン化槽
に返送することで、加水分解槽やメタン化槽内の固形分
濃度や有機物濃度の低下を補うことができる。
【００１１】第３の発明は、第１又は第２の発明におい
て、前記返送経路は、前記濃縮相の返送量を調節可能に
構成されているものである。
【００１２】この第３の発明によれば、第１又は第２の
発明において、発酵槽または加水分解槽に投入される生
ごみの固形分濃度や有機物濃度に応じて、返送経路によ
る濃縮相の返送量を調節することで、当該発酵槽内の固
形分濃度や有機物濃度の変動を抑制することができる。
【００１３】第４の発明は、第２の発明において、前記
返送経路は、前記沈降槽内の濃縮相を、前記加水分解槽
と前記メタン化槽の両者にそれぞれ返送すると共に、前
記加水分解槽と前記メタン化槽に対する前記濃縮相の返
送量をそれぞれ独立して調節可能に構成されているもの
である。
【００１４】この第４の発明によれば、第２の発明にお
いて、加水分解槽に投入される生ごみの固形分濃度や有
機物濃度に応じて、返送経路による加水分解槽およびメ
タン化槽に対する濃縮相の返送量をそれぞれ独立して調
節することで、当該加水分解槽およびメタン化槽内の固
形分濃度や有機物濃度の変動をそれぞれ効果的に抑制す
ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。図１は本発明による生ごみ
バイオガス化装置の実施の形態を示す図である。なお、
図１に示す本発明の実施の形態において、図３に示す従
来例と同一の構成部分には同一符号を付して説明する。
【００１６】［構 成］図１に示すように、本実施形態
の生ごみバイオガス化装置は、加水分解槽１と、この加
水分解槽１の後段に接続されたメタン化槽２とを備えて
いる。このうち加水分解槽１は、投入された生ごみ中の
有機物を、主に加水分解菌によって加水分解するための
ものである。また、メタン化槽２は、加水分解槽１で分
解された有機物を、主にメタン菌（メタン生成菌）によ
ってメタン化することで、メタンガスを生成するための
ものである。
【００１７】また、この生ごみバイオガス化装置は、メ
タン化槽２の後段に接続された沈降槽３を備えている。
この沈降槽３は、メタン化槽２からの排出液を濃縮相Ａ
と上澄み相Ｂとに沈降分離するためのものである。この
目的のため、加水分解槽１およびメタン化槽２にはそれ
ぞれ攪拌手段１ａ，２ａが設けられているのに対して、
沈降槽３には攪拌手段が設けられていない。
【００１８】また、この生ごみバイオガス化装置は、沈
降槽３内の濃縮相Ａを、加水分解槽１とメタン化槽２に
それぞれ返送するための返送経路４を備えている。この
返送経路４は、加水分解槽１とメタン化槽２に対する濃
縮相Ａの返送量をそれぞれ独立して調節可能に構成され
ている。
【００１９】具体的には返送経路４は、主返送経路４
ｃ、加水分解槽返送経路４ａおよびメタン化槽返送経路
４ｂを有している。このうち主返送経路４ｃは、返送用
ポンプ５が介設され、沈降槽３から濃縮相Ａを汲み出す
ように構成されている。また、加水分解槽返送経路４ａ
およびメタン化槽返送経路４ｂは、主返送経路４ｃの下
流側から分岐して、それぞれ加水分解槽１およびメタン
化槽２に連通している。
【００２０】そして、加水分解槽返送経路４ａおよびメ
タン化槽返送経路４ｂには、それぞれ調節弁６ａ，６ｂ
が介設されている。このことにより、返送経路４は、加
水分解槽１とメタン化槽２に対する濃縮相Ａの返送量を
それぞれ独立して調節可能に構成されている。なお、沈
降槽３の上澄み相Ｂは、必要に応じて、廃液として外部
へ排出されるようになっている。
【００２１】［作用効果］次に、以上のような構成より
なる本実施形態の作用効果について説明する。 （１）沈降槽３内の濃縮相Ａには、加水分解槽１やメタ
ン化槽２から流出した固形分や有機物が高濃度で含まれ
ることになる。従って、沈降槽３内の濃縮相Ａを返送経
路４を通じて加水分解槽１やメタン化槽２に返送するこ
とで、加水分解槽１やメタン化槽２内の固形分濃度や有
機物濃度の低下を補うことができる。そして、加水分解
槽１に投入される生ごみの固形分濃度や有機物濃度に応
じて、返送経路４による加水分解槽１およびメタン化槽
２に対する濃縮相Ａの返送量をそれぞれ独立して調節す
ることで、加水分解槽１およびメタン化槽２内の固形分
濃度や有機物濃度の変動をそれぞれ効果的に抑制するこ
とができる。このため、加水分解槽１およびメタン化槽
２内の固形分濃度や有機物濃度の変動を抑制して、安定
した運転を確保することができる。
【００２２】（２）沈降槽３内の濃縮相Ａには、加水分
解槽１やメタン化槽２から流出した加水分解菌やメタン
菌等の菌体も含まれている。従って、沈降槽３内の濃縮
相Ａを返送経路４を通じて加水分解槽１やメタン化槽２
に返送することで、加水分解槽１やメタン化槽２内の菌
体濃度の低下も補うことができる。そして、加水分解槽
１およびメタン化槽２の固形分濃度に応じて、返送経路
４による加水分解槽１およびメタン化槽２に対する濃縮
相Ａの返送量をそれぞれ独立して調節することで、加水
分解槽１およびメタン化槽２内の菌体濃度を高濃度に安
定させることができる。このため、微生物による生ごみ
の分解・ガス化の効率を高レベルに安定して保つことが
できる。
【００２３】（３）沈降槽３内の濃縮相Ａには、メタン
化槽２から流出した重炭酸体も含まれている。この重炭
酸体は、メタン化槽２内のｐＨを、メタン菌に適したｐ
Ｈ＝７.２付近に安定させるような緩衝液として作用す
る。従って、沈降槽３内の濃縮相Ａを返送経路４を通じ
てメタン化槽２に返送することで、メタン化槽２内の緩
衝作用を補うことができる。そして、メタン化槽２内の
ｐＨに応じて、返送経路４によるメタン化槽２に対する
濃縮相Ａの返送量を調節することで、メタン化槽２内の
ｐＨを、メタン菌に適したｐＨ＝７.２付近に安定させ
ることができる。このため、メタン化槽２内でのメタン
菌によるガス化の効率を高レベルに安定して保つことが
できる。
【００２４】（４）生ごみバイオガス化装置から排出さ
れる廃液が、基本的に沈降槽３の上澄み相Ｂであって、
従来よりも性状のよいものとなるため、廃液処理の負荷
を軽減することができる。
【００２５】（５）生ごみバイオガス化装置内での生ご
みの滞留時間が、沈降槽３における滞留時間も含めて全
体的に増大することになるので、生ごみの分解をより促
進させることができる。従って、生ごみ投入量に対する
メタンガスの生成量を増加させてエネルギ効率を向上さ
せることが可能となる。また、生ごみの分解促進によ
り、生ごみバイオガス化装置から排出される廃液の性状
がよくなるため、この点からも廃液処理の負荷軽減に貢
献することができる。
【００２６】［変形例］以上の実施形態において、図３
に示す従来例に対応して加水分解槽１とメタン化槽２と
を備えている場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではない。すなわち、図２に示す従来例
に対応して単一の発酵槽を備えると共に、その発酵槽の
後段に接続した沈降槽から発酵槽へ濃縮相を返送するよ
うに構成してもよい。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、沈降槽内の濃縮相を返
送経路を通じて発酵槽（加水分解槽およびメタン化槽）
に返送することで、当該発酵槽内の固形分濃度や有機物
濃度の低下を補うことができる。このため、発酵槽内の
固形分濃度や有機物濃度の変動を抑制して、安定した運
転を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による生ごみバイオガス化装置の一実施
形態を示す模式図。
【図２】従来の単槽式の生ごみバイオガス化装置を示す
模式図。
【図３】従来の２段式の生ごみバイオガス化装置を示す
模式図。
【符号の説明】
１ 加水分解槽 １ａ 攪拌手段 ２ メタン化槽 ２ａ 攪拌手段 ３ 沈降槽 ４ 返送経路 ４ａ 加水分解槽返送経路 ４ｂ メタン化槽返送経路 ４ｃ 主返送経路 ５ 返送用ポンプ ６ａ，６ｂ 調節弁 Ａ 濃縮相 Ｂ 上澄み相
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１２Ｎ 1/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 Ｄ (72)発明者 松 代 武 士 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 Ｆターム(参考） 4B029 AA01 AA27 BB01 BB02 CC01 CC02 DG06 4B065 AA01X AC14 AC20 BB22 BC50 CA03 CA55 4D004 AA03 BA03 CA18 CA19 CB44 CC07 DA02 DA10 DA20 4D059 AA07 BA01 BA12 BA21 BA31 BE31 CA22 CC03 EA01 EA05 EB01 EB05

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】生ごみ中の有機物を微生物によって加水分
    解しメタン化するための発酵槽と、 この発酵槽の後段に接続され、当該発酵槽からの排出液
    を濃縮相と上澄み相とに沈降分離するための沈降槽と、 この沈降槽内の濃縮相を、前記発酵槽に返送するための
    返送経路とを備えたことを特徴とする生ごみバイオガス
    化装置。
  2. 【請求項２】生ごみ中の有機物を微生物によって加水分
    解するための加水分解槽と、 この加水分解槽の後段に接続され、前記加水分解槽で加
    水分解された有機物を微生物によってメタン化するため
    のメタン化槽と、 このメタン化槽の後段に接続され、当該メタン化槽から
    の排出液を濃縮相と上澄み相とに沈降分離するための沈
    降槽と、 この沈降槽内の濃縮相を、前記加水分解槽と前記メタン
    化槽の少なくとも一方に返送するための返送経路とを備
    えたことを特徴とする生ごみバイオガス化装置。
  3. 【請求項３】前記返送経路は、前記濃縮相の返送量を調
    節可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１又
    は２記載の生ごみバイオガス化装置。
  4. 【請求項４】前記返送経路は、前記沈降槽内の濃縮相
    を、前記加水分解槽と前記メタン化槽の両者にそれぞれ
    返送すると共に、前記加水分解槽と前記メタン化槽に対
    する前記濃縮相の返送量をそれぞれ独立して調節可能に
    構成されている、ことを特徴とする請求項２記載の生ご
    みバイオガス化装置。
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